<b><font color=blue>[매연중화제]</font><font color=green>요소수(尿素水)</font><font color=red>알고계시나요?!</font>

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배기가스 규제가 강화되면서 화물자동차의 SCR(Selective Catalytic Reduction·선택적 촉매저감장치)시스템의 요소수시장에 대한 관심이 늘어나고 있다.

요소수는 엔진에서 나오는 배기가스를 중화시켜 매연이 덜 나오게 하는데 쓰이는 액체형 물질로, SCR 차량에서는 필수적으로 이용된다.

SCR 및 요소수에 대한 기본적인 개념은 이미 많이 알려져 있지만, 요소수 제조·판매 시, 그리고 국내 요소수시장에 대해서 여러모로 궁금한 점이 많다는 지적에 따라 간략히 다뤄본다.


요소수(尿素水, AdBlue/Urea)는
이 물질은 액상의 화학물질로서 우리가 흔히 알고 있는 요소비료의 원료인 요소(Urea)와 순수한 물(water)을 혼합하여 만든 요소함량 32.5%의 화학물질이다.

이 요소수가 디젤엔진 자동차의 질소산화물을 정화하는데 쓰인다. 질소산화물은 기관지염, 폐렴 등 각종 호흡기질환을 일으키며 광학 스모그와 산성비의 주요 원인으로 알려져 있다.

연구 결과 교통사고 사망자의 2배가 넘는 사람이 자동차 매연으로 숨지고 있다는 보도가 있을 정도로 우리 일상생활에 차량배기가스가 미치는 영향이 크다. 그래서 선진국을 중심으로 오래전부터 꾸준히 제기되어 온 온실가스감축의 일환으로 차량배기가스 규제가 점점 엄격해지고 있는 것이다. 우리나라는 ‘경유자동차배기가스규제’로 유럽기준을 따르고 있다.


비용증가? 연비개선? 요소수 왜 사용하나
요소수를 사용하여 질소산화물을 정화하는 기술을 Urea-SCR이라 한다.

미국에서는 DEF (Diesel Exhaust Fluid), 유럽에서는 AdBlue로 칭한다.

각 자동차 메이커에서 사용되는 요소수 기술원리는 거의 같지만 나름의 이름을 붙여, 메르세데스 벤츠의 블루텍(Bluetec), 폴 크 스 바 켄 아 우 디 의 블 루 모 션(BlueMotion), BMW, 혼다의 클린디젤 등으로 표현되고 있다.

요소수는 온도에 따라 어는 점의 변화가 매우 크다. 농도가 32.5%일 때 빙점이 -11℃로써 가장 낮기 때문에 표준을 정할 때 자동차용 요소수의 농도를 32.5%로 정하고 있다.

Urea-SCR 시스템의 자동차는 엔진이 가동되고 있으면 요소수가 지속적으로 사용되며, 이때 사용되는 양은 연료 대비 4~6% 정도 소모된다.

강화된 배기가스배출규제에 대응하기 위한 시스템에서 SCR은 EGR+DPF시스템 보다 연비가 평균 3~5%의 개선효과가 있다는 연구결과가 있다. 그러므로 요소수의 사용으로 추가적인 비용이 들지만 연비효과로 인하여 전체적인 운행경비는 Urea-SCR이 경제적이라 하겠다.


비공인 제품시 큰 낭패 우려
추가 소요되는 요소수비용 절감차원에서 공인되지 않은 제품을 사용한다면 큰 낭패를 볼 수 있다.

Urea-SCR 시스템에는 샤프연필심처럼 가늘고 긴 구멍으로 가득 차 있는 모양의 촉매 핵심부품이 있어 배기가스가 이 구멍(촉매층)을 통과면서 요소수와 결합한 배출가스의 질소산화물이 무해한 물과 질소로 분해되어 배출된다.

하지만 요소수에 적정수준 이상의 중금속이 들어있다면 이 중금속이 배기가스의 질소산화물과 결합하여 금속염이 촉매층에 쌓여 촉매기능이 저하되면서 Urea-SCR 시스템이 제 기능을 못하고 질소산화물이 공기 중에 여과 없이 배출되게 된다.

이와 같이 금속염이 촉매층에 코팅된 상태가 되면 수리가 불가능하여 고가의 부품을 교체해야 한다. 국제표준기구(ISO·International Organization for Standardization)나 환경부에서 촉매를 보호하기 위한 요소수의 중금속에 대한 최소기준을 만들어 적용하고 있다.

결론적으로 공인된 요소수를 사용하여 촉매를 오랫동안 사용가능하게 하여 차량과 환경을 보호해야 한다. 유럽에서는 ‘AdBlue’라는 규격 및 통일된 브랜드로 요소수를 공급하고 있다. 국내의 요소수 제조사들은 국내규격 또는 유럽 AdBlue 기준을 통과한 요소수를 생산 공급하고 있다.

요소수 판매는 주유소, 인터넷 쇼핑몰 등 많은 곳에서 유통되고 있어 손쉽게 구할 수 있다. 자동차 배기가스 규제가 유로 4, 유로 5, 유로 6 등 날로 엄격해 짐에 따라 Urea-SCR 시스템의 도입이 가속화 되어 가고 있다.

다시 말해서 요소수의 수요도 급증될 것으로 예상된다. 그러나 요소수 제조 및 판매관련 법규(벌칙조항)에서 보는 바와 같이 벌칙·과태료가 상당히 엄격하며, 사용자 또한 엄한 처벌을 받게 되어 있다. 법규나 처벌 보다 자동차 연비향상에도 도움이 되고 대기환경도 지킬 수 있는 품질인증이 된 요소수를 반드시 사용하여여야 하는 이유이다.

<대형 상용차 유럽 허용 상황(시험모드:ECE-R49. ESC)>